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背景奥美拉唑(Omeprazole,OME)是一种质子泵抑制剂(Proton pump inhibitor,PPI),能特异性和非竞争性地结合于胃壁细胞上的H+/K+-ATP酶,抑制胃酸分泌的最后步骤,是临床上治疗胃酸过多相关疾病的首选药物。OME有关的肾脏不良反应在近年来越来越多地被报道,多项临床回顾性分析发现:OME造成肾脏损伤最常见的病理类型是急性间质性肾炎(Acute interstitial nephritis,AIN)。主要病理表现为肾小管间质淋巴细胞、嗜酸性粒细胞浸润。而近期流行病学研究则表明:患者长期使用OME与慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)发病风险增加之间呈现显著的关联性,并且与患者不良的肾脏结局有关。但是,目前尚缺乏OME导致CKD的直接实验证据,并且OME造成CKD的机制仍不清楚。芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AHR)是一种由配体激活的转录因子,能够介导组织细胞对环境毒素和致癌物的代谢反应。AHR可以被来自于环境、微生物群、药物和机体代谢产物中一系列结构不同的化合物激活,这表明AHR具有一个相当复杂的配体结合位点。越来越多的研究表明,AHR可以被多种内源性配体激活,并诱导其下游靶基因的表达。AHR参与调控多种生理病理事件,包括细胞增殖、分化、凋亡、粘附和迁移。最近的临床研究表明:AHR在体内的激活与心血管疾病、慢性肾脏疾病和肾癌的发生有相关性。值得注意的是,奥美拉唑在化学结构上是一种苯并咪唑类衍生物,并且已有研究表明OME在肝脏和肺组织中可以激活AHR。然而,AHR在OME导致肾损伤中的作用尚未被阐明。目的本课题首先动态观察奥美拉唑持续作用于小鼠后肾脏功能的变化,并试图建立奥美拉唑诱导的慢性肾脏病(CKD)小鼠模型。其次,探究OME造成肾脏损伤的作用途径,在体外肾小管上皮细胞系中探讨AHR在奥美拉唑诱导肾小管损伤中的作用。方法1.奥美拉唑肾损伤小鼠模型:雄性6-8周的C57BL/6小鼠行单侧肾切除术,恢复一周后每日腹腔注射低浓度和高浓度的OME,对照组小鼠接受腹腔注射相同体积的生理盐水,共持续作用2个月。在此期间,首先用ELISA试剂盒检测小鼠尿液中早期肾损伤标志物KIM-1和NGAL分子水平的变化,当尿液中早期肾损伤指标出现显著变化后,每隔一周取小鼠肾脏组织和血清,用免疫印迹法和免疫组化法检测肾组织中早期肾损伤分子表达水平和上皮-间质转化相关蛋白表达随时间的变化,同时,检测小鼠血清中内肌酐和尿素氮的水平。并对肾组织切片进行病理染色分析肾损伤和肾脏纤维化水平随时间的变化。2.体外实验:首先选择不同浓度的OME刺激人近端肾小管上皮(HK-2)细胞,分别刺激6小时、12小时、24小时,采用CCK-8法检测各组OME刺激后的细胞活性,并确定OME能造成HK-2细胞损伤的半数抑制浓度(IC50),用以进行后续实验。其次用免疫印迹法分别检测刺激后检测肾小管损伤标志物(KIM-1、NGAL)、细胞核与细胞质中AHR的表达、以及AHR下游分子(CYP1A1、CYP1A2)的水平变化。细胞免疫荧光法进一步验证AHR的激活与向核内转移的过程。最后,为探讨AHR在OME介导的肾小管上皮细胞损伤中的调节机制,使用AHR拮抗剂CH223191和OME共同刺激HK-2细胞,对照组给予相同体积的生理盐水,用免疫印迹法分别检测各组在6小时、12小时、24小时、细胞核与细胞质中AHR的表达、AHR下游分子(CYP1A1、CYP1A2)以及肾小管损伤标志物(KIM-1、NGAL)的水平。结果1.小鼠造模结果:首先,OME作用于小鼠4周后小鼠尿液及肾组织中早期肾损伤指标KIM-1和NGAL均明显升高(P<0.05)。组织染色显示局部肾小管萎缩、肾小管间质有散在的淋巴细胞浸润,但此时小鼠血清中肌酐和尿素氮水平与对照组相比升高不明显。其次,OME持续作用于小鼠6周后,肾组织切片病理染色显示OME组可见肾小管坏死萎缩,大量淋巴细胞浸润,第8周仍可见肾小管坏死萎缩,伴随肾小管周围间质纤维化。并且,小鼠体内肌酐和尿素氮水平显著升高(P<0.05)。证明首次建立了 OME诱导的慢性肾脏病小鼠模型。最后,我们发现在OME介导的肾损伤过程中,肾小管上皮细胞经历了上皮-间充质转化(EMT),在免疫印迹和免疫组化染色中表现为实验组肾小管上皮细胞中α-SMA和Vimentin表达明显上升(P<0.05)。而E-cadherin表达水平明显降低(P<0.05)。2.体外实验结果:首先,免疫印迹和细胞免疫荧光染色证明OME刺激HK-2细胞24小时中,肾损伤标志物KIM-1和NGAL表达水平呈现时间依赖性上升。同时,AHR明显被激活并向细胞核内转移(P<0.05),且HK-2细胞中CYP1A1和CYP1A2的表达明显上调(P<0.05)。其次,免疫印迹和细胞免疫荧光染色证明AHR拮抗剂可显著减轻OME诱导的AHR激活和向核内转移作用,以及明显抑制AHR下游分子(CYP1A1、CYP1A2)的表达水平(P<0.05)。同时,明显降低HK-2细胞中肾损伤标记物(KIM-1、NGAL)的水平(P<0.05)。结论本研究首先在小鼠体内证实奥美拉唑造成的肾脏损伤作用,建立OME诱导的CKD小鼠模型。并进一步发现AHR分子在OME导致的肾小管细胞损伤中起重要调控作用,AHR被抑制后可以显著缓解OME导致的肾小管上皮细胞损伤。本研究结果显示:AHR的激活参与了 OME所致肾小管损伤过程,抑制AHR激活的药物对于奥美拉唑肾损伤具有潜在的预防和治疗价值。